基于材料表面微纳米界面调控的细胞研究

发布时间：2020-06-20 04:15

【摘要】：癌症在整个身体中的传播是由循环肿瘤细胞(CTCs,Circulating tumor cells)引起的。这些细胞从原发肿瘤脱离并从血流移动到随后肿瘤生长的新位点。它们携带有关原发性肿瘤的信息,因而有可能成为疾病诊断和进展的有价值的生物标志物。然而,当前用于测量和研究患者血液样品中的这些细胞的方法的灵敏度和特异性是有限的,阻碍了它们实现全部的临床潜力。大多数细胞-材料相互作用是由生物活性界面介导的,因此了解构成界面的材料以及它们如何发挥其功能非常重要。最近的研究已经开发了几种基于纳米材料的生物界面,尝试提高CTC捕获的效率。然而,这些纳米材料中的CTCs特异性识别的灵敏度和选择性是有限的。本论文的具体研究工作如下:1、利用“自下而上”的模型方法,制备了一种表面既具有微米结构又具有纳米结构的类似于“蜂窝状”的微结构界面的TiO_2纳米线基底,在其表面进行癌细胞的培养与黏附形态的研究工作。2、利用一步水热法在微凹槽表面制备TiO_2纳米线,在其表面进行癌细胞与成纤维细胞的培养与黏附形态的研究工作。这种微纳米基底制备过程高度可控,随着水热时间的增长,TiO_2纳米线的密度变大以及长度变长。3、制备了一种基于氧化石墨烯(GO)生物界面的有机电化学晶体管传感器(OECT),用于癌细胞检测。将GO掺杂进OECT活性层,GO的粗糙纹理可以增强CTC和生物界面之间的地形相互作用,并且能提高CTC粘附在OECT有机活性层上的接触面积从而有助于高效CTC捕获。此外在OECT的活性层表面进行特异抗体修饰,使其能特异性的捕获循环肿瘤细胞并加以检测。
【学位授予单位】：江汉大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R318;TB383.1
【图文】：

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胃癌患者的外周血样品进行了 CTC 捕获研究。3 个结了 CTC，每 0.5 mL 的血液样本中有 0 到 2 个 CTC。7 CTC，每 0.5 mL 血样中有 3 到 19 个 CTC，这些结果敏感性。Wang 等[9]设计了一种 pH 和葡萄糖双响应表胞（图 1-2）。在没有葡萄糖的 pH 6.8 下，聚合物刷可特异性结合。当将葡萄糖浓度增加至 70×10-3M 并同葡萄糖可以替代唾液酸并与聚合物刷形成稳定的复合，SiNW 阵列在细胞捕获和释放过程中也起着重要作用胞突起之间提供了 3D 拓扑相互作用，从而大大增强了的响应速率。Hou 等[10]将具有修饰了特异性抗体的热构相结合，用于捕获循环肿瘤细胞，随后，这些捕获后的细胞具有良好的细胞活力，如图 1-3 所示。

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图 1-3 CTCs 的温控捕获与释放原理示意图[10]烯（GO）能应用到药物输送和生物传感等，是一种很有前途[11]制备了抗体修饰的还原性氧化石墨烯（rGO）膜，这种薄膜效率，这是因为制备的 rGO 膜的低刚度提供了协同地形相互作地形相互作用之外，与其他刚性的人工基质相比，rGO 薄膜的生物体的细胞微环境，从而促进了细胞 - 环境相互作用。与此负电荷性和超亲水性有助于降低细胞的非特异性粘附，与裸特异性细胞的粘附急剧减少。该研究提供了一种可实现极其灵获的简单操作。与纳米材料结合的技术技术与纳米技术相结合，可以克服在 CTCs 检测过程中血样量

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